* HISTORIA DE LA TEORÍA CINÉTICA DE LA MATERIA

TEORÍA CINÉTICA DE LA MATERIA

Durante muchos años, la humanidad observo las enormes diferencias entre los estados de agregación, e intento explicar la condensación y la vaporización, la solidificación y la fusión, la solubilidad de las sustancias, las propiedades de las disoluciones y los demás tipos de mezclas. Por lo que, a lo largo de la historia del pensamiento humano se ha elaborado un modelo acerca de cómo está constituida la materia, se conoce con el nombre de MODELO CINÉTICO MOLECULAR

El Modelo:

Desde la antigüedad griega muchos pensadores elucubraron acerca de la composición de la materia. Diversas hipótesis se propusieron, sin que, en general, tuvieran verdaderas bases científicas. Además, estas hipótesis tampoco fueron aceptadas en general. De hecho, fue hasta principios del siglo XIX que, con los trabajos de John Dalton (1766-1844), se empezaron a dar los primeros pasos serios en el estudio de la estructura atómica de la materia. Posteriormente también contribuyeron de manera muy importante científicos como Joseph L. Gay-Lussac (1778-1850). Amedeo Avogadro (1776-1856) y Jöns Jacob Berzelius (1779-1848). Hacia mediados del siglo pasado ya se tenía un cuerpo de teoría adecuado, aunque incompleto, que implicaba que la materia estaba compuesta de partículas microscópicas, llamadas átomos. Debemos mencionar que de ninguna manera esta hipótesis fue aceptada en esa época por la mayoría de los científicos activos. De hecho fueron relativamente pocos los que así lo hicieron.

Hacia mediados del siglo XIX se enfrentaba la siguiente situación: por un lado, se habían planteado las leyes de la termodinámica que, como podemos recordar, se refieren a aspectos macroscópicos del comportamiento de las sustancias; y, por el otro lado, se vislumbraba cada vez con mayor claridad que la materia estaba compuesta de átomos. Surgió entonces la necesidad de conciliar estos dos conocimientos. Dicho en otras palabras, se planteaba la siguiente cuestión: era si la materia, en efecto, está compuesta de partículas microscópicas, ¿qué consecuencias macroscópicas tiene el comportamiento microscópico de una sustancia?

Esta pregunta ya se había planteado desde el siglo XVII, entre otros por Robert Boyle (1627-1691). En el siglo XVIII continuaron trabajando en ello Leonhard Euler (1707-1783) y Daniel Bernoulli (1700-1782). Estos estudiosos obtuvieron algunas consecuencias a las que, sin embargo, no se les prestó la debida atención ya que por un lado, entonces no se aceptaba la hipótesis atómica y, por el otro, muchos de los conceptos utilizados eran bastante oscuros. Fue en la primera mitad del siglo XIX cuando se empezaron a dar los primeros pasos en firme. Varios trabajos de J. Herapath presentados alrededor de 1820 y de J. J. Waterston alrededor de 1845 retomaron la cuestión. Sin embargo, fue hasta mediados de siglo en que este tipo de teoría tuvo un feliz renacimiento. En efecto, entre 1850 y 1875 August Krönig (1822-1879), Rudolf Clausius, James C. Maxwell (1831-1879) y Ludwig Boltzmann (1844-1906) desarrollaron las bases de la moderna teoría cinética de la materia. Supusieron que las sustancias estaban compuestas de átomos y a partir de su comportamiento microscópico obtuvieron como consecuencia algunas propiedades macroscópicas. En particular, pudieron fundamentar varios resultados que ya se conocían en termodinámica y explicar diversos fenómenos. Calcularon, por ejemplo, propiedades tales como el calor específico, la conductividad térmica y la viscosidad de gases poco densos y todo ello en términos de propiedades de los átomos que los constituyen.

­­ En 1905 Einstein aplicó la teoría cinética al movimiento browniano de una partícula pequeña suspendida en un fluido (Sec. 3.7). Las ecuaciones teóricas de Einstein fueron confirmadas por los experimentos de Perrín en 1908, convenciendo de esta forma a los energéticos de la realidad de los átomos. La teoría cinética de los gases utiliza una descripción molecular para derivar las propiedades macroscópicas de la materia, por lo que constituye una rama de la mecánica estadística.

Según éste modelo de materia, todo lo que vemos está formado por unas partículas muy pequeñas, que son invisibles aún a los mejores microscopios y que se llaman moléculas. Las moléculas están en continuo movimiento y entre ellas existen fuerza atractivas, llamadas fuerzas de cohesión. Las moléculas al estar en movimiento, se encuentran a una cierta distancia unas de otras. Entre las moléculas hay espacio vacío

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